Komórki włosów: cechy i funkcje

Komórki włosowe to te komórki, które mają struktury zwane rzęskami. Rzęski, podobnie jak rzęsy, są cytoplazmatycznymi projekcjami komórek, z zestawem mikrotubul w ich wnętrzu. Są to struktury o bardzo precyzyjnych funkcjach motorycznych.

Rzęski są małe i krótkie jak włókna. Struktury te występują w wielu różnych komórkach eukariotycznych, od organizmów jednokomórkowych po komórki, które tworzą tkanki. Spełniają one różnorodne funkcje, od ruchu komórkowego, po ruch ośrodka wodnego przez błony lub bariery u zwierząt.

Gdzie są komórki rzęsate?

Komórki włosowe znajdują się w prawie wszystkich żywych organizmach, z wyjątkiem organizmów nicieni, grzybów, rodów i roślin okrytozalążkowych, w których są całkowicie nieobecne. Ponadto stawonogi są bardzo rzadkie.

Są one szczególnie powszechne u protistów, gdzie określona grupa jest rozpoznawana i identyfikowana poprzez przedstawianie takich struktur (orzęsków). W niektórych roślinach, na przykład w paprociach, możemy znaleźć komórki włosów, takie jak ich komórki płciowe (gamety).

W ludzkim ciele znajdują się komórki rzęsate tworzące powierzchnie nabłonkowe, takie jak na powierzchni dróg oddechowych i wewnętrznej powierzchni jajowodów. Można je również znaleźć w komorze mózgowej oraz w systemie słuchowym i przedsionkowym.

Charakterystyka rzęsek

Struktura rzęsek

Rzęski są krótkimi i licznymi projekcjami cytoplazmatycznymi, które pokrywają powierzchnię komórki. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie rzęski mają zasadniczo równą strukturę.

Każda cilium składa się z szeregu wewnętrznych mikrotubul, z których każda składa się z podjednostek tubuliny. Mikrotubule są uporządkowane parami, z centralną parą i dziewięcioma parami obwodowymi, które tworzą rodzaj pierścienia. Ten zestaw mikrotubul nazywany jest aksononem.

Struktury rzęskowe mają ciało podstawowe lub kinetosom, który mocuje je do powierzchni komórki. Te kinetosomy pochodzą z centrioli i składają się z dziewięciu trypletów mikrotubul, pozbawionych centralnej pary. Z tej podstawowej struktury wywodzą się dublety obwodowych mikrotubul.

W aksonie każda para obwodowych mikrotubul jest połączona. Istnieją trzy jednostki białek, które utrzymują aksonię rzęsek razem. Nexin, na przykład, trzyma dziewięć dubletów mikrotubul razem poprzez połączenia między nimi.

Dyneina opuszcza centralną parę mikrotubul do każdej pary obwodowej, łącząc się z określonym mikrotubulą każdej pary. Umożliwia to połączenie dubletów i generuje przemieszczenie każdej pary względem sąsiadów.

Ruch rzęsek

Ruch rzęsek przypomina uderzenie bicza. Podczas ruchu rzęskowego ramiona dynein każdego dubletu umożliwiają mikrotubulom przesuwanie się poprzez poruszanie wspomnianym dubletem.

Dyneina mikrotubuli łączy się z ciągłym mikrotubulą, obracając ją i uwalniając wielokrotnie, powodując, że dublet przesuwa się do przodu względem mikrotubul po wypukłej stronie aksonemu.

Następnie mikrotubule powracają do swojej pierwotnej pozycji, powodując przywrócenie stanu cilium. Proces ten pozwala rzędzie wysklepić i wytworzyć efekt, który w połączeniu z innymi rzęskami na powierzchni, daje ruchliwość do komórki lub otaczającego środowiska, w zależności od przypadku.

Mechanizm ruchu rzęskowego zależy od ATP, który dostarcza niezbędną energię ramieniu dyneinowemu do jego aktywności oraz specyficznemu medium jonowemu z pewnymi stężeniami wapnia i magnezu.

Komórki rzęskowe układu słuchowego

W układzie słuchowym i przedsionkowym kręgowców znajdują się bardzo wrażliwe komórki mechanoreceptorowe zwane komórkami rzęskowymi, ponieważ mają rzęski w swoim regionie wierzchołkowym, gdzie występują dwa typy: kinetocilia, podobna do rzęsek ruchomych, i stereocilia z różnymi filamentami aktynowymi wystającymi wzdłużnie,

Komórki te są odpowiedzialne za transdukcję bodźców mechanicznych do sygnałów elektrycznych kierowanych do mózgu. Występują w różnych miejscach kręgowców.

U ssaków znajdują się w narządzie Corti w uchu i ingerują w proces przewodzenia dźwięku. Są również związane z narządami równowagi.

U płazów i ryb znajdują się one w zewnętrznych strukturach receptorowych odpowiedzialnych za wykrywanie ruchu otaczającej wody.

Funkcje

Główna funkcja rzęsek jest związana z mobilnością komórki. W organizmach jednokomórkowych (protista należący do typu Ciliophora) i drobnoustrojach drobnokomórkowych (bezkręgowce wodne) komórki te są odpowiedzialne za przemieszczenie osobnika.

Zajmują się także przemieszczaniem wolnych komórek w organizmach wielokomórkowych, a gdy tworzą one nabłonek, ich funkcją jest wypieranie przez nie medium wodnego, w którym się znajdują, lub z jakiejś membrany lub przewodu.

W małżach komórki rzęsate przemieszczają płyny i cząsteczki przez skrzela, aby wydobywać i pochłaniać tlen i żywność. Jajowce samic ssaków są pokryte tymi komórkami, co umożliwia transport jajników do macicy poprzez ruch ośrodka, w którym się znajdują.

W drogach oddechowych kręgowców lądowych ruch rzęskowy tych komórek pozwala śluzowi na ślizganie się, co zapobiega zatkaniu przewodów płucnych i tchawiczych przez pozostałości i mikroorganizmy.

W komorach mózgowych nabłonek rzęskowy, utworzony przez te komórki, umożliwia przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego.

Czy komórki prokariotyczne mają rzęski?

U eukariontów rzęski i wici są podobnymi strukturami, które pełnią funkcje motoryczne. Różnica między nimi polega na ich rozmiarze i liczbie, jaką może przedstawić każda komórka.

Wici są znacznie dłuższe i zazwyczaj tylko jeden na komórkę, tak jak w plemnikach, bierze udział w ruchu wolnych komórek.

Niektóre bakterie mają struktury zwane wiciami, ale różnią się one od wici eukariotycznych. Struktury te nie są zgodne z mikrotubulami ani nie przedstawiają dyneiny. Są to długie i sztywne włókna utworzone przez powtarzające się podjednostki białka zwanego flageliną.

Prokariotyczne wici mają ruch obrotowy jako propelenty. Ruch ten jest wspierany przez strukturę napędową umieszczoną w ścianie komórkowej organizmu.